Смешивание новых и бывших в употреблении бурильных штанг: когда это разумно, когда опасно и как отличить одно от другого.
В любой буровой операции рано или поздно возникает один и тот же вопрос бюджета: у вас есть стеллаж с использованными бурильными штангами, которые еще выглядят пригодными для использования, и вам нужно подготовить полный комплект для следующей работы. Покупка всех новых штанг — самое безопасное решение, но и самое дорогое. Поэтому в каждом строительном вагончике и отделе закупок возникает вопрос: можно ли смешать старые штанги с новыми и сэкономить деньги?
Короткий ответ: иногда. Более развернутый ответ — тот, который обеспечивает безопасность бригад и предотвращает попадание бурильных колонн в скважину — зависит от того, понимаете ли вы, что на самом деле означает "usedd" для буровой штанги, и готовы ли вы выполнять инспекционные работы, которые позволяют сделать смешивание целесообразным.
Что на самом деле означает "Used" для буровой штанги?
Сверло изнашивается не так, как гаечный ключ или молоток. Оно стареет изнутри, причем этот процесс незаметен при беглом осмотре, и повреждения накапливаются в наиболее важных местах.
Наиболее очевидный износ происходит снаружи: корпус штанги истирается, покрывается царапинами и постепенно истончается абразивными частицами породы, проносящимися с высокой скоростью в кольцевом пространстве. Штанга, толщина стенки которой изначально составляла, скажем, 8 миллиметров, может уменьшиться до 6,5 миллиметров после нескольких сотен метров бурения в твердых породах. Это может показаться незначительным, но с точки зрения площади поперечного сечения — которая определяет способность штанги выдерживать осевую нагрузку и сопротивляться изгибу — это существенное уменьшение.
Менее очевидным является внутренний износ. Центральное промывочное отверстие пропускает сжатый воздух или воду под высоким давлением и с высокой скоростью, и этот поток — особенно если воздух содержит мелкую каменную пыль, которая не была должным образом отфильтрована, — со временем разъедает внутреннюю стенку. Шток, который выглядит исправным снаружи, может иметь опасно тонкие стенки в тех местах, где сосредоточена внутренняя эрозия, обычно вблизи сужений потока на концах соединений.
Наиболее опасное старение происходит на микроскопическом уровне. Каждый удар молотка посылает ударную волну по стержню. Каждое вращение под давлением подачи создает циклическую крутящую нагрузку. За десятки тысяч циклов сталь накапливает усталостные повреждения — субмикроскопические дислокации в кристаллической структуре, которые в конечном итоге сливаются в микротрещины. Эти трещины начинаются внутри металла, обычно в местах концентрации напряжений, таких как корни резьбы или изменения сечения, и незаметно растут, пока однажды стержень не сломается без предупреждения.
Использованный шатун — это не просто не такой блестящий элемент. Это компонент с уменьшенной толщиной стенки, неизвестной внутренней эрозией и накопленной историей усталости, которую невозможно полностью оценить с помощью визуального осмотра.
Четыре риска, связанные с использованием бывших в употреблении удилищ для намотки новой лески.
Первое: проблема самого слабого звена.
При использовании штанг с разным остаточным ресурсом, наиболее изношенная штанга в колонне определяет надежность всей сборки. У вас может быть девять совершенно новых штанг и одна, отработавшая 80% своего ресурса, и когда она выйдет из строя — в месте соединения, посреди смены, на глубине — вся колонна остановится. Стоимость этой единственной поломки, включая простои, извлечение и потери производства, обычно превышает экономию, достигнутую за счет отказа от покупки одной новой штанги.
Во-вторых: техническое обслуживание превращается в игру в угадайку.
Новые штанги обслуживаются по предсказуемому графику. Вы примерно знаете, сколько метров они прослужат до осмотра или замены. С бывшими в употреблении штангами ситуация совершенно иная — у одной может остаться 200 метров, у другой — всего 20. Когда они смешаны в одной связке, невозможно применить единый стандарт обслуживания. Либо вы перенасыщаете новые штанги (тратя время и деньги), либо недонасыщаете старые (позволяя дефектам накапливаться до полного выхода из строя).
Третий пункт: именно невидимые дефекты приводят к смерти.
Стержень с усталостной трещиной, образовавшейся на 80% своего ресурса, внешне выглядит идентично совершенно новому стержню. Трещина находится под поверхностью, скрыта внутри основания резьбы или на ступенчатом участке внутреннего диаметра. Стандартный полевой осмотр — визуальный осмотр, измерение штангенциркулем внешнего диаметра — её не обнаружит. Для обнаружения подповерхностных усталостных трещин необходимы магнитопорошковая дефектоскопия или ультразвуковой контроль, а на большинстве буровых площадок такого оборудования нет. Вы рискуете тем, чего не можете увидеть.
Четвертое: математика работает не так, как вы думаете.
На бумаге использование бывших в употреблении штанг позволяет сэкономить на покупке нескольких новых. В реальности же эта экономия нивелируется простоями из-за преждевременных поломок, затратами на извлечение сломанных штанг из скважин, упущенной добычей из-за простоя буровой установки и потенциальными затратами на повторное бурение скважины, потерянной из-за поломки штанги и невозможности ее извлечения. Одна поломка штанги в эксплуатационной скважине может обойтись дороже, чем вся партия новых штанг.
Когда смешивание действительно оправдано
Всё это вовсе не означает, что вы никогда не сможете использовать старые удилища. Это означает, что вам нужна система.
Во-первых: перед установкой в строй осмотрите каждый использованный стержень — и под осмотром я не имею в виду просто визуальный осмотр. Измерьте внешний диаметр в нескольких точках по всей длине. Любой стержень, потерявший более 10% своей первоначальной толщины стенки, следует вывести из эксплуатации. Проверьте резьбу под микроскопом: образование ямок, заедание или деформация на боковых поверхностях резьбы означают, что соединение нарушено. Если у вас есть доступ к капиллярной дефектоскопии или магнитопорошковой дефектоскопии, используйте их для осмотра корней резьбы — именно там начинают образовываться усталостные трещины.
Во-вторых: разделяйте буровые штанги по оставшемуся сроку службы. Группа А: менее 100 метров эксплуатации, по сути, новые. Группа В: от 100 до 300 метров, средний срок службы. Группа С: более 300 метров, приближается к списанию. Никогда не смешивайте штанги группы С в буровой колонне при работе в твердых породах или на глубоких скважинах. Если вы все же собираетесь смешивать, смешивайте только штанги групп А и В, и только для неглубокого бурения в условиях средней сложности, где отказ не будет иметь катастрофических последствий.
Третий пункт: никогда не используйте старые и новые штанги на критически важных скважинах — глубоких скважинах для отвода газа, дорогостоящих разведочных скважинах, скважинах в труднодоступных грунтах, где застрявшая колонна будет невосстановима. На таких скважинах используйте только новые штанги. Экономическая целесообразность очевидна, если сравнить стоимость потери скважины со стоимостью штанг.
Четвертое: если вы собираетесь поддерживать смешанный запас снастей, вам нужна система отслеживания. Каждый удилище следует маркировать уникальным идентификатором, регистрировать количество использований и списывать его по истечении заданного количества использований, вместо того чтобы ждать, пока он выйдет из строя. Самое дорогое удилище — это не то, которое вы покупаете, а то, которое вы используете до истечения срока службы и которое потом приходится вылавливать из ямы.
Итог
Смешивание новых и бывших в употреблении буровых штанг может быть эффективным, если рассматривать это как активное управленческое решение, а не как удобство типа «хватай что попалось под руку». Тщательно проверяйте, сортируйте по состоянию, используйте смешанные буровые колонны только для скважин с низким риском и ведите учет. Если вы не можете выполнить все четыре пункта, купите новые штанги. Сэкономленные благодаря смешиванию деньги окупятся — за счет простоев, работы по извлечению шурфов и необходимости повторного бурения скважин.
